پایان نامه با کلید واژگان سنجش از دور

دانلود پایان نامه ارشد

جنوبشرقي گسل عامل زلزله شناخته شده است که در شکل
(4–3b) نشان داده شده است.

شکل (4–3): a. سابقه تاريخي زلزله‌هاي بزرگ محدوده کانون سطحي زلزله سراوان، b. موقعيت گسل‌ها و عوارض مهم تکتونيکي محدوده کانون سطحي زلزله سراوان
منبع: سازمان ملي زمين‌شناسي آمريکا، 2014 و سازمان نقشه برداري کشور، 2013

4–2–1–2– شواهد بروز اثر پديده گلخانه‌اي در زلزله سراوان
اخيراً پژوهشگران کشف کرده‌اند که چگونه در يک زلزله 1/8 درجه ريشتري سال 1945 درياي عرب در جنوب زون فرورانشي مکران حجم زيادي از گاز متان به داخل آب دريا منتشر شده است
(Fischer et al. 2013). تصاعد گازهايي همچون متان از رسوبات دريايي معمولا در امتداد گسل‌هاي فعال و عميق پيش از زلزله‌ها مشاهده شده است (Halbach et al. 2004). پژوهشگران بر اين باورند که آزاد شدن گاز متان يکي از مهم ترين منابع تشکيل پديده گلخانه‌اي در محيط زيست است. البته علاوه بر متان گازهاي مختلفي نظير اُزون، دي‌اکسيدنيتروژن و دي‌اکسيدکربن هم نقش مهمي در اثر گلخانه‌اي ايفا مي‌کنند. هر دو زلزله 1/8 درجه ريشتري 1945 و زلزله 8/7 درجه ريشتري مورد نظر پژوهش حاضر در 2013 از زلزله‌هاي مهم و معنادار زون فرورانشي مکران به شمار مي‌روند. در نمونه موردی زلزله سراوان در سطح اول تحقيق نيز افزايش ناگهاني گازهاي گلخانه‌اي نظير اُزون تروپوسفري و دي‌اکسيدنيتروژن در طي 9–8 آوريل 2013 يک هفته قبل از وقوع زلزله اصلي مشاهده شده است (شکل (4–4a)). طبق اين شکل مشخص است که اُزون تروپوسفري تا نزديک 310 du افزايش يافته و اين روند تا روزهاي بعد از وقوع زلزله هم ادامه داشته است. اُزون بخش مهمی از ظرفيت اکسايشي اتمسفر بوده و خود به عنوان يک نشانگر127 ويژه از راديکال‌هاي هيدروکسيل مي‌باشد (Voulgarakis et al. 2013). فعل و انفعال بين راديکال‌هاي هيدروکسيل و ترکيبات شيميايي اتمسفر همچون متان باعث ايجاد يک ارتباط غير مستقيم ميان تجمع اُزون و حرارت بالقوه گاز متان مي‌شود (Shindell et al. 2009). علاوه بر اين افزايش نرخ توليد هيدروکسيل به دليل تجمع بسيار زياد بخار آب در جو و افزايش دماي اتمسفر، خود باعث تشديد اثر گاز متان و ساير گازهاي گلخانه‌اي مي‌شود
(Stevenson et al. 2006). در روزهاي 9–8 آوريل 2013 علاوه بر تصاعد اُزون، افزايش مقادير ترکيبات شيميايي دي‌اکسيدنيتروژن هم در محدوده مطالعاتي ثبت شده است (شکل (4–4b)). مطمئناً اگر دي‌اکسيدنيتروژن تجمع يافته در جو، در معرض تابش خورشيد باشد و همزمان تصاعد گازهاي هيدروکربني نيز روي دهد، شرايط مناسبی براي تشکيل اُزون تروپسفري فراهم خواهد شد. به نظر می رسد که در طي زلزله 8/7 درجه ريشتري سراوان، افزايش سريع گازهاي گلخانه‌اي و واکنش‌پذير نظير دي‌اکسيدنيتروژن ممکن است تحت تأثير فعاليت‌هاي آتشفشاني کوه تفتان واقع در 110 کيلومتري شمالغرب کانون سطحي زلزله سراوان باشد. قابل توجه اينکه کوه تفتان در امتداد کمربند آتشفشاني مکران و در نتيجه فرورانش درياي عرب و صفحه عربستان به زير صفحه اوراسيا مي‌باشد (Biabangard and Moradian 2008). مهمترين فعاليت‌هاي تفتان نيز وابسته به فاز فشارشي نئوژن مي‌باشد که همراه با تکتونيسم منطقه‌اي فوران ماگما را رقم زده است. دليل طرح اين ادعا نيز علاوه بر گزارش‌هاي محلي، به ادبيات اين موضوع بر مي‌گردد. مطالعات پيشين تصاعد گاز نيتروژن را در قالب اتم‌هاي N و N2 در فعاليت‌هاي لرزه آتشفشاني گزارش کرده‌اند
(Mather et al. 2004). به طوري که فوران نيتروژن از آتشفشان سنت هلن نيز بارها گزارش شده است (Dahm et al. 1983).

4–2–1–3– تعيين ناهنجاري‌هاي اتمسفري در زلزله سراوان
بررسي داده‌هاي پوششي مکاني براي روزهاي 9–8 آوريل 2013 نشان داد که در طي شبانه روز پوشش ابري 40 تا 50 درصدي سطح آسمان را در محدوده کانون سطحي زلزله به صورت توده ابري شکسته و مستقل از پوشش ابري هواي منطقه، پوشانده بوده است (شکل (4–5)). با توجه به آسمان نيمه ابري روزهاي مذکور و براي تعيين دقيق ناهنجاري‌هاي اتمسفري مربوط به تشکيل ابرهاي ناهنجار، از تصاوير مرئي (باندهاي 1، 3 و 4) و همچنين از تصاوير حرارتي فرو سرخ (باند 31) سنجده MODIS استفاده گرديد. در همين رابطه در مقياس محلي يک سري ابرهاي خطي ناهنجار با الگوهاي موج دار در سطوح پايين اتمسفر و درست بر روي کانون سطحي 8/7 درجه ريشتري مشاهده گرديد. اين ابرهاي خطي موج دار، شکسته و نيمه شفاف به وضوح در زمينه ابري روز 8 آوريل 2013 قابل تشخيص بوده اما به سرعت در روزهاي بعدي ناپديد شده‌اند
(شکل (4–5)).

شکل (4–4): سري زماني تصاعد اُزون تروپوسفري و تصاعد دي‌اکسيدنيتروژن در کانون سطحي زلزله سراوان از 15 مارس تا 15 آوريل 2013
منبع: سازمان ملي هوا– فضاي آمريکا، 2014

شکل (4–5): a. پوشش ابري و b. درجه ابري منطقه خاورميانه در روز 9 آوريل 2013
منبع: سازمان ملي هوا– فضاي آمريکا، 2014

بر طبق نظرات و يافته‌هاي پالينتز و اوزونوف (2011) تشکيل اين دسته از ابرها ناشي از جابجايي بالا سو و پايين سوي يون‌هاي مثبت و منفي هوا است (Pulinets and Ouzounov 2011). نتايج آزمايش‌هاي انجام شده در مورد يونيزاسون فعال هوا نشان داده‌اند که معمولا يون‌هاي مثبت ساطع شده در تروپوسفر باعث افزايش توده‌هاي ابري مي‌شوند در حالي که يون‌هاي منفي منجر به اثر معکوس از قبيل متخلخل شدن و نيمه شفاف شدن پس زمينه ابري موجود در آسمان مي‌شوند (Teramoto and Ikeya 2000). در تحقيق حاضر هر دو الگوي ياد شده با استفاده از داده‌هاي HDF128 باند حرارتي فرو سرخ سنجنده MODIS (باند 31) از طريق نرم افزار ENVI بازنمايي گرديد. باند حرارتي مورد استفاده از سري باندهاي تابشي129 سنجنده مذکور مي‌باشد. پيش از اين محققان براي تعيين فاز ابري داده‌هاي حرارتي فرو سرخ باندهاي طيفي 29 و 31 سنجنده MODIS را پيشنهاد کرده‌اند (Platnick et al. 2003; Kahn et al. 2011). با توجه به پنجره اتمسفري امواج بلند فرو سرخ در طول موج 8 تا 13 ميکرومتر مي‌توان انتظار داشت که باند حرارتي 31 قابليت تابش از سطوح ابري را دارد (Chylek et al. 2006). بر اين مبنا سطوح با دماي بالاتر از 275 درجه کلوين به عنوان ابرها و بخارهاي آبي گرم و سطوح با دماي کمتر از 265 درجه کلوين به عنوان فضاي بدون پوشش ابر قابل تشخيص هستند. در تحقيق حاضر الگوريتم دمايي محاسبه شده در نرم افزار نشان‌دهنده دماي تابشی 265 تا 295 درجه کلوين مي‌باشد (شکل (4–1)). دماي بالاي تابش حرارتي فرو سرخ در يک پوشش ابري مي‌تواند مربوط به تصاعد گازهاي گلخانه‌اي ناشي از تنش و فشارش فضاهاي منفذي سنگ‌ها باشد
(Rawat et al. 2011). از نتايج حاصل شده برای نمونه موردی زلزله سراوان در سطح اول تحقيق، چنين استنباط می شود که اثر محلي گلخانه‌اي ناشي از تصاعد گازهايي همچون دي‌اکسيدنيتروژن و اُزون تروپوسفري همراه با پوشش ابري ناهنجار بر روي کانون سطحي زلزله قبل از وقوع آن، ناشي از يونيزاسيون هوا و فرايندهاي آبگيري (هيدراسيون) و آب زدايي (دهيدراسيون) مربوط به آن بوده است. توانايي خوب يون‌ها در تشکيل هسته‌هاي تراکمي بخار آب و پوشش‌هاي ابري سطوح پايين اتمسفر توسط تجارب آزمايشگاهي نيز تأييد شده است (Svensmark et al. 2007).

شکل (4–6): a. تصوير ماهواره‌اي باند مرئي و b. باند حرارتي فروسرخ منطقه در روز 8 آوريل 2013
منبع: سازمان ملي هوا– فضاي آمريکا، 2014

در نمونه موردي سطح اول پژوهش حاضر به دليل پس زمينه ابري منطقه در طي 8 و 9 آوريل 2013 پديده محلي گلخانه‌اي ايجاد شده با افزايش فشار هواي سطحي و دماي هواي نزديک به سطح زمين همراه نبوده است بلکه بر عکس فشار و دماي هواي نزديک به سطح در روزهاي مذکور کاهش ناگهاني پيدا کرده‌اند که در داده‌هاي سري زماني سنجش از دور سازمان NASA براي بازه زماني 15 مارس تا 15 آوريل 2013 ثبت شده‌اند (شکل (4–7)). در مقابل، داده‌هاي سري زماني براي اين روزها افزايش ناگهاني و ناهنجار سرعت باد هواي نزديک به سطح را بالاتر از 10 متر بر ثانيه ثبت کرده است که خود عاملي براي کاهش دما و فشار هوا نيز مي‌باشد. افزايش معنادار و ناگهاني رطوبت ويژه هوا نيز برای روز 9 آوريل ثبت شده است (شکل (4–8)). همچنين تخليه شار گرماي نهان به همراه رخداد بارش سنگين در همين دوره زماني براي منطقه کانون سطحي زلزله به ترتيب به ميزان حداکثر 120 وات بر مترمربع و 26 ميليمتر در روز به ثبت رسيده است (شکل (4–9)). افزايش ميزان شار گرمای نهان سطحی SLHF در شرايط اتمسفري ياد شده علاوه بر ايجاد بارش ناهنجاري خود به افزايش ناگهاني تبخير و تعرق همزمان نيز انجاميده است. بر اين اساس حتي مي‌توان ادعا کرد که افزايش ناگهاني SLHF و رخداد بارش وابسته به آن در اين روز خود عامل برانگيزاننده تنش‌هاي ليتوسفري زلزله 8/7 درجه ريشتري به وقوع پيوسته در يک هفته بعد از آن است. ساير پارامترهاي اتمسفري نظير بازتابش امواج بلند زميني در طي 8 و 9 آوريل ناهنجاري معناداري را نشان ندادند چرا که اساساً در يک شرايط ابري تحت اثر محلي گلخانه‌اي مقادير OLR امکان افزايش ناگهاني را پيدا نمي‌کند (شکل (4–10)). بر اساس داده‌هاي فضايي سنجش از دور سازمان NASA نيز مي‌توان تغييرات برخي از پارامترهاي اقليمي ياد شده را در مقياس محدوده خاورميانه مورد بررسي قرار داد. براي مثال در شکل (4–11) مي‌توان تغييرات رطوبت ويژه و سرعت باد نزديک به سطح زمين را در روز 8 آوريل 2013 مطالعه کرد که بر اساس آن معلوم مي‌شود که منطقه کانون سطحي زلزله سراوان داراي مقاديری بالاتر از ميانگين مکاني خاورميانه را در آن روز به خود اختصاص داده است. همين طور در شکل (4–12) مي‌توان تغييرات پوشش ابري و نرخ بارش را در روز 8 آوريل 2013 مشاهده کرد که نشان می‌دهد منطقه کانون سطحي زلزله سراوان داراي مقادير بالاتر از ميانگين مکاني خاورميانه در آن روز است.

4–2–1–4– چرخش آشفته و اغتشاش هوا در زلزله سراوان
پيش از اين پژوهشگران نشان داده‌اند که تغييرات صعودي جريان هوا به دليل تغييرات عمودي ميدان الکتريکي اتمسفر بر روي منطقه گسلي در چند روز قبل از زلزله‌ها به وقوع مي‌پيوندد
(Liperovsky et al. 2005). همچنين افزايش سرعت باد قبل از زلزله‌ها نيز توسط پژوهشگران گزارش شده است (Hsu et al. 2010). پالينتز و اوزونف (2011) نشان داده‌اند که اختلاف شار حرارتي بين مناطق گسلي و مناطق دورتر باعث جابه جايي هوا و اغتشاش آن پيش از وقوع زلزله‌ها مي‌گردد
(Pulinets and Ouzounov 2011). از اين رو ناهنجاري سرعت باد نشان داده شده در اين پژوهش نيز شاهدي بر اغتشاش و آشفتگي هوا بر روي کانون سطحي زلزله سراوان مي‌باشد. علاوه بر اين بررسي توده‌هاي ابري سطوح فوقاني نشان‌دهنده بروز اغتشاش و افزايش سرعت چرخش آن درست بر روي منطقه کانون سطحي در طي روزهاي 8 و 9 آوريل است. اين امر با افت شديد فشار هواي سطح زمين و ظهور يک هسته فروبار در ارتفاع ژئوپتانسيل سطوح مختلف اتمسفري همراه است که همه اين موارد وجود يک جريان تندري قوي و موج عميق را در منطقه تأييد مي‌کنند. ارزيابي ناهنجاري تغييرات فشار سطحي و ارتفاع ژئوپتانسيل در تراز 500 هکتوپاسکال بر مبناي دوره نرمال 2010–1981 در منطقه خاورميانه نشان مي‌دهد که يک سامانه چرخندي قوي به ترتيب با ناهنجاري فشار 5/4– هکتوپاسکال و ناهنجاري ارتفاعي 100– متر در هسته مرکزي سامانه و بر روي کانون سطحي زلزله در طي روزهاي 9–8 آوريل وجود داشته است (شکل (4–13)). اين مرکز فروبار در 4 سطح اتمسفري از 1000 تا 300 هکتوپاسکال کشيده شده است که نشان‌دهنده قدرت آن به عنوان يک هسته ناپايدار با چرخندگي مثبت قوي همراه با صعود هوا و اثرگذاري بر تشکيل ابرهاي ناهنجار در طي روزهاي مذکور است. تغييرات متوسط ارتفاع ژئوپتانسيل سطوح 1000 و 850 هکتوپاسکال براي منطقه خاورميانه در روزهاي 9–8 آوريل 2013 در شکل (4–14) و تغييرات متوسط ارتفاع ژئوپتانسيل سطوح 500 و 300 هکتوپاسکال براي منطقه

پایان نامه
Previous Entries پایان نامه با کلید واژگان فراواني، بلاکينگ‌ها، توزيع، بلاکينگ‌هاي Next Entries پایان نامه با کلید واژگان افغانستان